高频电子电路小信号谐振放大器素材PPT课件

.,1,通信电子电路,书山有路勤为径学海无崖苦作舟,.,2,第二章高频小信号谐振放大器,主要内容,2.1概述,2.2单调谐小信号谐振放大器,2.3较理想的小信号选频放大电路模型,2.4小信号谐振放大器的稳定性问题,.,3,2.1概述,一、小信号谐振放大器的特点,1.作用：,选频、滤波,放大：有用信号,选出所需频率（有用）信号,滤除不需要频率（干扰）信号,2.组成：,选频网络,放大部分,LC谐振回路,各种滤波器,单LC谐振回路,双调谐回路,LC集中滤波器,石英晶体滤波器,陶瓷滤波器,声表面波滤波器,三极管放大器,场效应管放大器,集成运放等,二、小信号谐振放大器的性能指标：选频能力和放大能力,增益要高，也就是放大能力要强。频率选择性要好。频带宽度满足信号带宽要求和矩形系数接近1。工作稳定可靠。接收机前级放大器内部噪声要小。,因为放大器本身的噪声越低，接收微弱信号的能力就越强。,第二章高频小信号谐振放大器,.,4,谐振放大器的分类及电路特点,1.小信号谐振放大器,小信号：输入信号vmV,要求：增益足够大，通频带足够宽，选择性好，工作于甲类，多用于接收机,2.谐振功率放大器,大信号：输入信号mV以上,要求：大的功率和效率，工作在丙类，多用于发射机。,采用谐振回路作为放大器的集电极负载,二、电路的特点：,一、谐振放大器的分类,返回,fo=几百kHz几百MHz，B=几kHz几十MHz,第二章高频小信号谐振放大器,.,5,小信号谐振放大器的性能指标,1、谐振电压增益：用来表示对有用信号的放大能力。定义为：,（即在中心频率处的电压增益）,K0.1,谐振放大器的幅频特性,2、通频带BW0.7（取决于谐振回路的形式和回路的Q值。）,定义为：放大器的增益比最大增益下降3dB时的上、下限截止频率fH、fL之差，,即：BW0.7=2f0.7=fHfL,（要求满足有用信号的频宽）,3、选择性S：,表示放大器从各种干扰中选出有用信号的能力。定义为：,S的值越小放大器的选择性越好。实际上，S和BW0.7是相互制约的，一般情况下，通频带越宽对特定频率信号的选择性越差，理想条件下，谐振放大器应该对通频带内的各种频率分量的信号有相同的放大作用，而对通频带外的信号则完全抑制掉不予放大，所以理想谐振放大器的幅频特性曲线应如左图中的矩形。为了统一表示通频带和选择性的要求，引入矩形系数K0.1,第二章高频小信号谐振放大器,.,6,小信号谐振放大器的性能指标:NF,矩形系数K0.1,显然K0.11，K0.1越接近1越好，K0.1越接近1，放大器对频带外的干扰消耗抑制能力越强，选择性越好。,4、稳定性：,综上，对小信号谐振放大器的主要要求是：谐振增益足够大，频带够宽，选择性满足要求，噪声系数小，工作稳定度高。,指放大器的工作状态、管子参数、电子元件参数可能变化时，放大器的主要特性的稳定程度。,5、噪声系数NF(NoiseFigure),定义为输入信噪比与输出信噪比的比值,即:,是一个大于或等于的数。其值越接近于,则表示该放大器的内部噪声性能越好。,在多级放大器中,各级噪声系数对总噪声系数的影响是不同的,前级的影响比后级的影响大,且总噪声系数还与各级的额定功率增益有关。所以,为了减小多级放大器的噪声系数,必须降低前级放大器（尤其是第一级）的噪声系数,而且增大前级放大器（尤其是第一级）的额定功率增益。,第二章高频小信号谐振放大器,返回,.,7,2.2单调谐小信号谐振放大器,一、单级单调谐谐振放大器,典型高频小信号谐振放大器实际线路,（1）直流偏置电路,保证三极管工作于线性放大区,第二章高频小信号谐振放大器,图中谐振回路为LC并联单调谐回路，Rb1、Rb2基极分压式偏置电阻，Re为射极负反馈偏置电阻，稳定静态工作点；Cb、Ce为高频旁路电容,为了提高品质因数，负载和三极管的输出端与谐振回路的连接都采用部分接入方式。,交流通路及等效电路,.,8,（2）高频交流等效电路,高频交流通路,输入回路,晶体管,输出回路,放大器组成,输入回路：,晶体管：,输出回路：,LC并联谐振回路，输出变压器及负载YL,由输入变压器构成，隔离信号源与放大器间的直流联系，能耦合交流信号，同时还能实现阻抗的匹配与变换。,放大器的核心，电流控制和放大作用。,用Y参数等效电路等效,第二章高频小信号谐振放大器,.,9,三极管的Y参数等效电路,小信号谐振放大器的放大器件、谐振回路和负载一般是并联的，并联连接的各支路的导纳能直接相加，运算简单，因而分析时，三极管的高频等效电路用Y参数等效电路来等效。三极管的Y参数等效电路可通过测量或由完全混合等效电路推导出来。无论哪种方法都可得到三极管的Y参数等效电路如下：,+vbe-,+vce-,+vbe-,+vce-,代表晶体管内部的反馈作用，会造成电路不稳,代表晶体管正向传输作用,若忽略管子内部的反馈，即Yre=0。,输入电导,输出电导,输入电容,输出电容,其中,输入导纳,输出导纳,三极管的高频参数,第二章高频小信号谐振放大器,返回,.,10,三极管的高频参数,截止频率：,特征频率,返回,fT指(f)下降到1时，对应的频率。,第二章高频小信号谐振放大器,.,11,高频交流等效电路,设负载和谐振回路间采用了变压器耦合，的接入系数为n2：,设晶体管集、射回路与谐振回路间采用了抽头连接的接入系数为n1：,第二章高频小信号谐振放大器,根据阻抗变换原理：,右边部分同性质元件归一,=v13,.,12,二、单级单调谐谐振放大器的性能指标的分析、计算,1、谐振电压增益AVO：,电压增益AV：,谐振电压增益AVO：,2、选择性S：,3、通频带BW0.7：,Qe越大，选择性越好，带宽越窄。在设计谐振放大器时，必须根据选择性和通频带的要求合理选择Qe。,4、矩形系数K0.1：,说明单调谐谐振放大器的通频带和选择性之间的矛盾挺尖锐，为了缓解它们间的矛盾，改善矩形系数，可采用多级单调谐谐振放大器级联。,.,13,三、多级单调谐谐振放大器的性能分析,设谐振放大器有n级，且由参数完全相同的单调谐谐振放大器构成，则：,总选择性S：,Sn1,串联电路转换成等效并联电路后,电抗特性相同,当Q1时X2=X1R2=R1Q2,即,由此得:,串并,电容：X,电感：XLL,返回,第二章高频小信号谐振放大器,.,28,2变压器阻抗变换电路,全耦合(k=1)线圈损耗不记,等效到初级回